JP2003175493A - 打抜金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パンチのガイド方法を従来の先端部のみでなく
パンチを保持する位置を増加することで、パンチ折れを
防ぐ構造とした打抜金型を提供すること。 【解決手段】ダイ穴６Ａを形成したダイ６上に被加工材
７としてテープキャリアを載置し、その上からストリッ
パープレート２を介してストリッパーバッキングプレー
ト３により上記被加工材７を押さえ、ストリッパーバッ
キングプレート３及びストリッパープレート２を通して
パンチ１を下降させて被加工材７を打抜く打抜き金型に
おいて、パンチ１のシャンク部１ｂ及びそれより小径の
先端部１ｃのうち、先端部１ｃをストリッパープレート
２のガイド孔２Ａに挿通させてガイドすると共に、シャ
ンク部１ｂをストリッパーバッキングプレート３のガイ
ド孔３Ａに挿通させてガイドする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、打抜金型、特にＴ
ＡＢテープ等のテープキャリアの打抜き用として適した
打抜金型の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高速化、入出力容量の増大
に伴い、所定形状の配線パターンを有するテープキャリ
アを半導体装置の基材として使用し、これに半導体チッ
プを搭載し、さらに、配線パターンの所定の箇所にはん
だボールによる端子をアレイ状に配置したＴａｐｅ−Ｂ
ＧＡ（Ball Grid Ａｒray）型構造の半導体装置があ
る。ここでは、半導体チップと外部端子間のインタポー
ザとしてテープキャリアが用いられる。

【０００３】この半導体装置の長所は、入出力の基点を
平面的に配置することが可能で、高密度実装が可能であ
るため、近年の技術トレンドである高速化、高密度実装
に対応できる点にある。

【０００４】従来、ＢＧＡ型の半導体装置に用いられる
配線基板（インターポーザ）には、はんだ等のボール端
子を接続するための開口部（ビアホール）が多数設けら
れている。

【０００５】上記ＢＧＡ型の半導体装置の製造方法を簡
単に説明すると、まず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示
すように、例えば、ポリイミドテープ等の絶縁シート基
材から成る被加工材７の両端にスプロケットホール７Ｂ
を設け及び接着層（図示せず）を形成した後、被加工材
７の所定位置にボール端子接続用のビアホール７Ａを形
成する。これら被加工材７のビアホール７Ａは、例え
ば、ビアホール形成用の打抜金型を用いて形成してい
る。

【０００６】この打抜金型を用いたビアホールの形成方
法は、まず、図５に示すような、被加工材７の所定位置
を開口するためのパンチ１が複数本設けられたパンチプ
レート４と、このパンチプレート４に設けられたパンチ
１と対応するダイ穴（開口部）６Ａが設けられたダイ６
の間に、上記被加工材７を配置し、この被加工材７をダ
イ６とストリッパープレート２で挟んで固定する。この
ストリッパープレート２は、図５に示したように、ダイ
６のダイ穴６Ａと同じ位置に、パンチ１のガイド孔２Ａ
を設けた構造であり、このストリッパープレート２のガ
イド孔２Ａにパンチ１が挿入される。

【０００７】被加工材７を、ダイ６及びストリッパープ
レート２で挟んで固定した後、パンチプレート４を所定
の速さで被加工材７側に移動（下降）させ、パンチ１と
ダイ６のダイ穴６Ａの角部（エッジ）との間にかかる圧
力で被加工材７を押し切り、打ち抜きカス６’を、図６
に示すように、ダイ６のダイ穴６Ａ内に押し込む。その
後、パンチプレート４を上昇させて被加工材７を取り出
すと、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように複数の
ビアホール７Ａが形成された被加工材７、つまりＴＡＢ
テープ基材を得ることができる。

【０００８】この後、上記ビアホール７Ａを形成した被
加工材７の片面に、接着層（図示せず）を介して銅箔等
の導電性薄膜を貼り合わせ、この導電性薄膜をエッチン
グ処理して所定パターンの配線を形成する。そして、こ
の配線が形成された被加工材７の配線形成面に、半導体
チップを例えばフリップチップ実装し、半導体チップと
被加工材７の間にアンダーフィル材を流し込んで封止す
る。このとき、半導体チップは被加工材７と向かい合う
面に外部電極が形成されており、半導体チップの外部電
極と上記配線が金バンプ等で電気的に接続される。その
後、被加工材７のビアホール７Ａに、Ｐｂ−Ｓｎ系はん
だ等のボール端子を接続し、被加工材７を所定位置で切
断することで、ＢＧＡ型の半導体装置を得る。

【０００９】図３に、上記複数のビアホール７Ａを形成
する打抜金型の一つのパンチ部分の詳細を示す。

【００１０】従来の打抜金型は、図３の如く、ツバ部１
ａ、シャンク部１ｂ、及び先端部１ｃから成るパンチ１
と、図５のダイ６上に載置した被加工材７を押さえるス
トリッパープレート２と、該ストリッパープレート２を
支えるストリッパーバッキングプレート３と、パンチ１
の後端のツバ部１ａを挿入固定したパンチプレート４
と、そしてパンチ抜け止め板５とを有する。そして、ス
トリッパーバッキングプレート３によりストリッパープ
レート２を介して、ダイ６上に載置した被加工材７を押
さえ、パンチ１の先端部１ｃをストリッパープレート２
から被加工材７へ突き出して、被加工材７を打抜く構造
となっている。

【００１１】ここでパンチ先端部１ｃは、微細孔を打ち
抜く必要上、小径でなければならず、またストリッパー
プレート２に形成されるガイド孔２Ａもこれに対応する
小径でなければならない。しかし、小径のパンチ先端部
１ｃ及びガイド孔２Ａを必要以上の長さにわたって、加
工することは、強度的にも加工技術的にも不利益であ
る。そこでパンチ先端部１ｃの長さ（パンチ先端長さ）
は、比較的短く形成され、ストリッパープレート２に形
成された逃げ孔２１の底部に短い長さにわたって形成さ
れたガイド孔２Ａ内に挿通されている。よって、先端部
１ｃからシャンク部１ｂへの推移部（切り上げ部）１２
がストリッパープレート２の逃げ孔２１内に位置してお
り、この推移部１２から段差部１１までの比較的長いシ
ャンク部１ｂが、ストリッパーバッキングプレート３の
逃げ孔３１を緩く貫通してパンチプレート４に達すると
いう構造になっている。

【００１２】このように従来構造の場合、パンチ１は刃
先部のみをストリッパープレート２にてガイドし、ダイ
との精密位置合せを行っていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＴＡＢ
テープのビアホールなど微小形状の穴をプレスにて打抜
く場合、パンチ先端部の寸法形状も製品形状に伴い微小
径のものとなる。その為、パンチ破損が起こり易く安定
したプレス打抜き加工が行えなかった。

【００１４】これは次の理由による。すなわち、従来は
パンチのガイドをする際、切刃となる先端部１ｃのみを
ガイドしていた。当然、パンチをガイドするストリッパ
ープレート２は微小穴（ガイド孔２Ａ）を加工する必要
があり、寸法形状が微小であるゆえに、加工を容易にす
る都合上、パンチをガイドする微小孔の長さつまりガイ
ド孔２Ａの長さを十分確保することが出来なかった。わ
ずかな長さで、しかも微小径で強度的に弱い部分である
先端部１ｃをガイドしていることが、パンチ折れの原因
の一つになっていた。

【００１５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、パンチのガイド方法を従来の先端部のみでなくパン
チを保持する位置を増加することで、パンチ折れを防ぐ
構造とした打抜金型を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ＴＡＢテープ等のテープキャリアをパン
チで打抜く際、パンチ刃先部およびパンチ中間部をガイ
ドさせる構造とするものである。

【００１７】即ち、請求項１に記載の発明は、ダイ穴を
形成したダイ上に被加工材としてテープキャリアを載置
し、その上からストリッパープレートを介してストリッ
パーバッキングプレートにより上記被加工材を押さえ、
ストリッパーバッキングプレート及びストリッパープレ
ートを通してパンチを下降させ被加工材を打抜く打抜金
型において、パンチのシャンク部及びそれより小径の先
端部のうち、先端部をストリッパープレートのガイド孔
に挿通させてガイドすると共に、シャンク部をストリッ
パーバッキングプレートのガイド孔に挿通させてガイド
することを特徴とするものである。

【００１８】切刃となるパンチの先端部を小径とするこ
とを考慮すると、本発明においては、上記パンチ先端部
のガイド孔が、ストリッパープレートに設けたパンチの
逃げ孔の底部を貫通して設けられ、この逃げ孔内に上記
パンチのシャンク部が挿通されていることが好ましい
（請求項２）。また、本発明においては、上記パンチの
シャンク部のガイド孔が、ストリッパーバッキングプレ
ートに設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通して設けら
れ、この逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通され
ガイドされている構成とするのがよい（請求項３）。

【００１９】具体的には、上記パンチのシャンク部の径
がほぼ０．５mmで、そのパンチシャンク部のガイド孔の
長さがほぼ５mm以上とするのが良い（請求項４）。ま
た、上記パンチ先端部の径がほぼ０．１mmで、そのパン
チ先端部のガイド孔の長さがほぼ０．５mmであるとする
のが良い（請求項５）。

【００２０】＜要点の補足説明＞パンチは、製品形状を
打抜く先端部、パンチを金型に固定するツバ部、その間
のシャンク部に大きく分かれているが、そのシャンク部
を先端部とほぼ同様に金型内のプレート（ストリッパー
バッキングプレート）を介してガイドする。

【００２１】パンチ先端部のガイドクリアランスは通
常、打抜き材やダイクリアランスを考えると１μｍ〜３
μｍとなる。それに対してシャンク部のクリアランスは
５μｍ程度にゆるく設定することができるので、先端ガ
イド部、シャンク部ガイドのそれぞれ部品の精度誤差や
組立精度誤差を緩和させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。

【００２３】図１は本実施形態の一例を示したもので、
複数のビアホールを形成する打抜金型の一つのパンチ部
分を示す。

【００２４】この打抜金型は、従来の場合（図３）と同
じく、ツバ部１ａ、シャンク部（胴体）１ｂ、及び先端
部（切刃）１ｃから成るパンチ１と、図５のダイ６上に
載置した被加工材７を押さえるストリッパープレート２
と、該ストリッパープレート２を支えるストリッパーバ
ッキングプレート３と、パンチ１の後端のツバ部１ａを
挿入固定したパンチプレート４と、パンチ抜け止め板５
とを有する。そして、ストリッパーバッキングプレート
３によりストリッパープレート２を介して、ダイ６上に
載置した被加工材７を押さえ、パンチ１の先端部１ｃを
ストリッパープレート２から被加工材７へ突き出して、
被加工材７を打抜く構造となっている。

【００２５】ここでパンチ１は、ツバ部１ａ、シャンク
部１ｂ、先端部１ｃの順に径が小さくなっている。パン
チ１のシャンク部１ｂ及びそれより小径の先端部１ｃの
うち、先端部１ｃはストリッパープレート２のガイド孔
２Ａに挿通させてガイドすると共に、シャンク部１ｂを
ストリッパーバッキングプレート３のガイド孔３Ａに挿
通させてガイドし、そしてツバ部１ａをパンチプレート
４に挿入し段差部１１をパンチ抜け止め板５で止めた構
造となっている。

【００２６】パンチ１は、微細孔を打ち抜く必要上、先
端部１ｃが小径でなければならず、またストリッパープ
レート２に形成されるガイド孔２Ａもこれに対応する小
径でなければならないことから、パンチ先端部１ｃの長
さ（パンチ先端長さ）は、比較的短く形成され、また、
このパンチ先端部のガイド孔２Ａが、ストリッパープレ
ート２に形成したパンチの逃げ孔２１の底部を貫通して
設けられ、この逃げ孔２１内に上記パンチのシャンク部
１ｂが挿通されている。

【００２７】また、先端部１ｃからシャンク部１ｂへの
推移部（切り上げ部）１２がストリッパープレート２の
逃げ孔２１内に位置している。この推移部１２から段差
部１１までのシャンク部１ｂは、ストリッパーバッキン
グプレート３の逃げ孔３１を緩く貫通してパンチプレー
ト４まで比較的長く形成されている。

【００２８】そこで、この長いパンチ１の中間部を途中
でガイドするため、上記パンチシャンク部１ｂのための
ガイド孔３Ａが、ストリッパーバッキングプレート３に
設けたパンチの逃げ孔３１の底部を貫通して設けられ、
この逃げ孔３１内に上記パンチシャンク部１ｂが挿通さ
れガイドされている。

【００２９】次に、上記被加工材が、半導体チップと外
部端子間のインタポーザとして用いられるＴＡＢテープ
基材（テープキャリア）であることを前提としたとき、
適切な各部の所要寸法の実施例について述べる。

【００３０】ＴＡＢテープ基材に直径がφ０．１mmのビ
アホール７Ａの穴を打抜く金型のパンチの場合、パンチ
１の先端部１ｃの径（先端径）を直径φ０．１mm、穴ピ
ッチの制約からツバ部１ａは直径φ０．７５mm、シャン
ク部１ｂを直径φ０．５mmとした。

【００３１】パンチ先端部１ｃのガイド孔２Ａは、従来
通りストリッパープレート２にガイドクリアランス
（０．００１〜０．００３mm）を含んだ穴として設け
る。このときビアホール７Ａの穴径が直径φ０．１mmと
微小であることから、加工方法の限界として、ストリッ
パープレート２のガイド孔２Ａの長さ（ガイド長さ）は
０．５mm程度しか確保できない。そこで、パンチ先端部
１ｃのガイド長さ（ストリッパープレート２のガイド孔
２Ａの長さ）は０．５mmとしている。

【００３２】次に、本発明の特徴であるパンチ中間部の
ガイド構造は、金型構造上ではパンチ１の中間部である
シャンク部１ｂと金型内で対向位置にあるストリッパー
バッキングプレート３のガイド孔３Ａにて行う。

【００３３】この部分はパンチ長さの中央部分になるた
め、パンチ１の横方向へのたわみを防止する上で効果的
である。また、パンチ１の中間部であるシャンク部１ｂ
をガイドする構造であるため、ガイド孔３Ａの穴径も製
品の穴形状にとらわれることなく、許容度が拡がり、直
径φ０．５mmに０．００５mm程のクリアランスを加味し
たサイズにガイド孔３Ａを設けることができ、ガイド孔
３Ａのサイズがアップしているので、加工上、ガイド孔
３Ａのガイド長さも容易に確保することができる。

【００３４】このパンチのシャンク部１ｂのガイド長さ
（ストリッパーバッキングプレート３のガイド孔３Ａの
長さ）は、加工の便宜上、上記パンチシャンク部１ｂの
ほぼ０．５mmの直径に対し、ほぼ５mmとした。しかし、
このパンチシャンク部１ｂのガイド長さ（ガイド孔３Ａ
の長さ）は、必要に応じ５mm以上設けても良い。

【００３５】上記した図１及び図２に示す様なパンチ１
を複数個所にてガイドする構造をもつ金型を作ることに
より、微細形状である直径φ０．１mmのビアホール７Ａ
の穴を、プレス加工にて、パンチ破損することなく打ち
抜くことができた。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の打抜金型
は、パンチのシャンク部及びそれより小径の先端部のう
ち、先端部をストリッパープレートのガイド孔に挿通さ
せてガイドすると共に、シャンク部をストリッパーバッ
キングプレートのガイド孔に挿通させてガイドする構造
である。従って、本発明によれば、パンチ中間部をガイ
ドすることで、パンチの横方向への変形・屈折を低減さ
せることができ、微小パンチ折れ起因の一つとされる横
への要素を排除し、パンチ自体のもつ座屈強度を高いレ
ベルで維持できる。このため、本発明の構造を取り入れ
た金型により、ＴＡＢテープ等のテープキャリアに直径
φ０．１mmの小穴をプレスにて打抜き加工することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の打抜金型の一つのパンチガイド部分を
示した図である。

【図２】本発明の打抜金型の各部の寸法例を示した図で
ある。

【図３】従来の打抜金型の一つのパンチガイド部分を示
した図である。

【図４】従来のビアホールを具備したテープキャリアを
示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ′
断面図である。

【図５】従来の打抜金型の概略構成を示した図である。

【図６】従来の打抜金型の打抜動作を示した図である。

【符号の説明】

１ パンチ １ａ ツバ部 １ｂ シャンク部 １ｃ 先端部 ２ ストリッパープレート ２Ａ ガイド孔 ３ ストリッパーバッキングプレート ３Ａ ガイド孔 ４ パンチプレート ２１ 逃げ孔 ３１ 逃げ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 裕寿 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日 立電線株式会社内 Ｆターム(参考） 3C060 AA20 BA01 BB19 BG02 5F044 MM49

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイ穴を形成したダイ上に被加工材として
   テープキャリアを載置し、その上からストリッパープレ
   ートを介してストリッパーバッキングプレートにより上
   記被加工材を押さえ、ストリッパーバッキングプレート
   及びストリッパープレートを通してパンチを下降させ被
   加工材を打抜く打抜金型において、 パンチのシャンク部及びそれより小径の先端部のうち、
   先端部をストリッパープレートのガイド孔に挿通させて
   ガイドすると共に、 シャンク部をストリッパーバッキングプレートのガイド
   孔に挿通させてガイドすることを特徴とする打抜金型。
2. 【請求項２】請求項１記載の打抜金型において、 上記パンチ先端部のガイド孔が、ストリッパープレート
   に設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通して設けられ、こ
   の逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通されている
   ことを特徴とする打抜金型。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の打抜金型において、 上記パンチのシャンク部のガイド孔が、ストリッパーバ
   ッキングプレートに設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通
   して設けられ、 この逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通されガイ
   ドされていることを特徴とする打抜金型。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３記載の打抜金型におい
   て、 上記パンチのシャンク部の径がほぼ０．５mmで、そのパ
   ンチシャンク部のガイド孔の長さがほぼ５mmであること
   を特徴とする打抜金型。
5. 【請求項５】請求項４記載の打抜金型において、 上記パンチ先端部の径がほぼ０．１mmで、そのパンチ先
   端部のガイド孔の長さがほぼ０．５mmであることを特徴
   とする打抜金型。